淺談焊接缺陷對施工質(zhì)量的影響及防治措施

1、淺談焊接缺陷對施工質(zhì)量的影響及防治措施 摘要：掌握焊接缺陷對鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的影響，并把焊接缺陷對于鋼結(jié)構(gòu)工程的安全的重要性的認(rèn)識統(tǒng)一到同一高度。對鋼結(jié)構(gòu)工程各種焊接缺陷堅決杜絕，并避免其他鋼結(jié)構(gòu)焊接缺陷的產(chǎn)生，尋求確保焊接工程的施工質(zhì)量。本文通過分析焊接缺陷對施工質(zhì)量的影響和防治措施對鋼結(jié)構(gòu)焊接進行研究。 關(guān)鍵詞：缺陷；焊接；木材； 1焊接缺陷對施工質(zhì)量的影響 1.1焊接缺陷產(chǎn)生應(yīng)力集中 焊接缺陷的形狀不同，引起的焊接部位的變化不同，對受力方向角度不同，都會使缺陷周圍應(yīng)力的集中程度不一樣。球形空洞缺陷被周圍彈性體包圍，應(yīng)力小，當(dāng)球體逐漸變?yōu)槠瑺盍鸭y時，應(yīng)力集中就變得十分嚴(yán)重。除了空洞類型的氣孔

2、、裂紋和未焊透之外，夾渣也是常見的焊接缺陷，當(dāng)多個缺陷間的距離較小時，在缺陷區(qū)域內(nèi)將產(chǎn)生很高的應(yīng)力集中，使這些地方出現(xiàn)缺陷間裂紋將孔間連通。在這種情況下，最大的應(yīng)力集中出現(xiàn)在兩孔的邊緣處。 在焊接接頭中，焊縫焊角尺寸大小、錯邊和角變形等幾何不連續(xù)，有些在規(guī)范范圍內(nèi)，但都將產(chǎn)生應(yīng)力集中。接頭形式的不同也會產(chǎn)生不同的應(yīng)力集中，在鋼結(jié)構(gòu)常用接頭形式中，對接接頭的應(yīng)力集中最小，角接頭、t型接頭和正而搭接接頭的應(yīng)力集中程度相差不多。搭接接頭中，側(cè)而搭接焊縫中沿整個焊縫長度上的應(yīng)力分布很不均勻，而且焊縫越長，不均勻程度就越高。因此，規(guī)范中規(guī)定側(cè)而搭接焊縫的計算長度不得大于60倍焊腳尺寸，超過此限值后，即使

3、增加側(cè)而搭接焊縫長度，也不可能降低焊縫兩端的應(yīng)力峰值。 1.2焊接缺陷對結(jié)構(gòu)非脆性破壞的影響 焊接缺陷對結(jié)構(gòu)破壞有不同程度的影響，在一般情況下，材料的破壞形式多屬于塑性斷裂，這時缺陷所引起的強度降低，大致與它所造成承載截而而積的減小成比例。一般標(biāo)準(zhǔn)中，允許焊縫中有個別的、不成串的或非密集型的氣孔，氣孔截而總量占工作截而的5%時，氣孔對屈服極限和抗拉強度極限的影響不大；當(dāng)出現(xiàn)成串氣孔占工作截而的2%時，接頭的強度極限急速降低。出現(xiàn)此種情況的主要原因是，焊接時保護氣體的中斷，使出現(xiàn)成串氣孔的同時焊縫金屬本身的機械性能下降。焊縫表而或鄰近表而的氣孔要比深埋氣孔更危險，成串或密集氣孔要比單個氣孔危險的

4、多。 夾渣或夾雜物，根據(jù)其截而的大小成比例的降低材料的抗拉強度，但對屈服強度的影響小。這類缺陷的尺寸和形狀對強度的影響較大，直線排列的、細(xì)小的、排列方向垂直于受力方向的連續(xù)夾渣是比較危險的。 幾何形狀造成的不連續(xù)性缺陷，如咬邊、焊縫成型不良等不僅降低了焊縫的有效截而積，而且將產(chǎn)生應(yīng)力集中。當(dāng)這些缺陷與結(jié)構(gòu)中的高殘余拉伸應(yīng)力區(qū)或熱影響區(qū)中粗大脆化晶粒區(qū)相重疊時，往往會引發(fā)脆性不穩(wěn)定擴展裂紋。 未熔合和未焊透比氣孔和夾渣更為有害。當(dāng)焊縫區(qū)域增加的而積大于未熔合和未焊透的而積時，或焊接區(qū)域的焊絲強度大于焊接接頭時，此種缺陷的影響不太明顯。但是這種缺陷在一定條件下可能會成為脆性斷裂的引發(fā)點。一般情況下

5、，焊接接頭所用的焊絲強度要大于母材的強度。 裂紋是最危險的焊接缺陷，一般標(biāo)準(zhǔn)中都不允許它的存在。尖銳裂紋容易產(chǎn)生尖端缺口效應(yīng)、出現(xiàn)三向應(yīng)力狀態(tài)和溫度降低等情況，裂紋可能失穩(wěn)和擴展，造成結(jié)構(gòu)斷裂。裂紋一般在拉伸應(yīng)力場和不良的熱影響區(qū)顯微組織段中產(chǎn)生，在靜載非脆性破壞條件下，如果塑性流動發(fā)生于裂紋失穩(wěn)擴展之前，則結(jié)構(gòu)中的殘余拉伸應(yīng)力將沒有不利影響。 1.3焊接缺陷對結(jié)構(gòu)脆性破壞的影響 鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)常在有缺陷或結(jié)構(gòu)不連續(xù)處引發(fā)脆性斷裂，造成災(zāi)難性的破壞。一般情況下，結(jié)構(gòu)中的缺陷造成的應(yīng)力集中越嚴(yán)重，脆性斷裂的危險越大。由于裂縫尖端的尖銳度比其他缺陷要尖銳得多，所以裂紋危害最大。氣孔和夾渣等體積類缺陷的存

6、在量低于5%時，如果結(jié)構(gòu)的工作溫度不低于材料的塑性一脆性轉(zhuǎn)變溫度，它們對結(jié)構(gòu)的安全是無害的。帶裂紋的構(gòu)件臨界溫度要比夾渣構(gòu)件高得多。除用轉(zhuǎn)變溫度來衡量各種缺陷對脆性斷裂影響之外，許多重要焊接鋼結(jié)構(gòu)都采用斷裂力學(xué)作為評價依據(jù)，因為用斷裂力學(xué)可以確定斷裂應(yīng)力和裂紋尺寸與斷裂韌度之間的關(guān)系。許多焊接結(jié)構(gòu)的脆性斷裂都是從微小的裂紋引發(fā)的，在一般情況下，由于小裂紋并未達(dá)到臨界尺寸，結(jié)構(gòu)不會在使用后立即發(fā)生斷裂。但是小的缺陷和不連續(xù)很可能在使用期間出現(xiàn)穩(wěn)定增長，最后達(dá)到臨界值，而發(fā)生脆性斷裂。所以在鋼結(jié)構(gòu)使用期間進行定期檢查，及時發(fā)現(xiàn)和監(jiān)測接近臨界條件的缺陷，是防治鋼結(jié)構(gòu)脆性斷裂最有效的措施。焊接鋼結(jié)構(gòu)承

7、受沖擊或局部發(fā)生高應(yīng)變和惡劣環(huán)境因素，都容易使焊接缺陷引發(fā)脆性斷裂。 2焊接缺陷的防治措施 2.1咬邊 選擇適當(dāng)?shù)暮附与娏骱秃附铀俣?，采用短弧操作，掌握正確的運條手法和焊條角度，坡口焊縫焊接時，保持合適的焊條離側(cè)壁距離。 2.2氣孔 提高操作技能，防治保護氣體（焊劑）給送中斷；焊前仔細(xì)清理母材和焊絲表而油污、鐵銹等，適當(dāng)預(yù)熱除去水分；焊前嚴(yán)格烘干焊接材料，低氫型焊條必須存放在焊條保溫筒中；采用合適的焊接電流、焊接速度，并適當(dāng)擺動；使用低氫型焊條時，應(yīng)仔細(xì)校核電源極性，并短弧操作；采用引弧板或回弧法的操作技術(shù)。 2.3夾渣 每層應(yīng)認(rèn)真清除熔渣；選用合適的焊接電流和焊接速度；適當(dāng)加大焊接坡口角度；

8、正確掌握運條手法，嚴(yán)格控制焊條角度可焊絲位置，改善焊道成形；選用質(zhì)量優(yōu)良的焊條。 2.4未熔合 防治措施：仔細(xì)清除每層焊道和坡口側(cè)壁的熔渣；正確選擇焊接電流，改進運條技巧，注意焊條擺動。 2.5未焊透 正確選用和加工坡口尺寸，保證裝配間隙；正確選用焊接電流和焊接速度；認(rèn)真操作，保持適當(dāng)焊條角度，防治焊偏。 2.6裂紋 2.6.1熱裂紋 通過控制產(chǎn)生條件的兩方而著手，首先，嚴(yán)格控制焊縫金屬中c、p、s含量，提高焊縫金屬的含 mn量，采用低氫型焊接材料。其次，焊前要預(yù)熱，減小焊后冷卻速度，根據(jù)焊接要求，適當(dāng)加大焊接坡口角度，以得到焊縫成形系數(shù)大的焊縫，焊接時采用低熱輸入量的焊接規(guī)范進行，采用多層多

9、道焊，并采用合理的焊接順序及方向。 2.6.2再熱裂紋 提高預(yù)熱溫度和采用后熱處理，減小焊接應(yīng)力和過熱區(qū)硬化；選用高塑性低強度匹配的焊接材料；改進焊接接頭設(shè)計，盡量不采用高拘束度的焊接節(jié)點，消除一切可能引起應(yīng)力集中的表而缺陷，修磨焊縫呈圓滑過渡；正確選擇焊后熱處理溫度。 2.6.3冷裂紋 焊前預(yù)熱，降低冷卻速度；選擇合適的焊接規(guī)范參數(shù)；采用低氫型焊接材料，并嚴(yán)格烘干；徹底清除焊絲及母材焊接區(qū)域的油污、鐵銹和水分，焊后立即后熱或焊后熱處理，改進接頭設(shè)計，降低拘束應(yīng)力。 2.6.4層狀撕裂 嚴(yán)格控制鋼材的含硫量，改進接頭形式和坡口形狀，與焊縫連接的坡口表而預(yù)先堆焊過渡層，選用強度等級較低的低氫型焊接材料，采用低焊接熱輸入和焊接預(yù)熱。 結(jié)語： 焊接是鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件工作層面的重要連接方法。隨著當(dāng)代各種學(xué)科的迅速發(fā)展，如：計算機、電子、材料、自動控制、冶金、物理等，隨著新工藝、新設(shè)備、新材料、新技術(shù)的小斷出現(xiàn)，鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)在我國建筑行業(yè)中的作用與重要性日益明顯。這就表明鋼結(jié)構(gòu)焊接水平直接或問